Um dos pontos altos do evento foi a Oficina de Astronáutica, conduzida pelo nosso mega-ultra especialista Oswaldo.
Nessa parte da oficina, que durou a manhã toda, ele iniciou-nos nos mistérios do projeto e construção de foguetes. Muita física e matemática depois, almoçamos e os alunos partiram para a parte prática da coisa.
O desafio era o seguinte:
Projetar e construir dois foguetes com tubos de papelão e uma ogiva plástica. Esse foguete seria impulsionado por um motor a pólvora como esse daqui:
- Levar dois astronautas da Terra até planetas específicos. Havia diferentes planetas e cada grupo tinha que alcançar dois, cada um com um foguete. Os planetas eram representados por bandeiras coloridas espetadas no solo em diferentes pontos do terreno, a distâncias que variavam de uns 30 a 100 m do ponto de lançamento, que ficava num terreno uns 5 m acima do "sistema solar".
- O astronauta era um ovo de codorna cru. Claro que o ovonauta tinha que chegar inteiro ao alvo para que o grupo tivesse a pontuação correspondente.
- O ovonauta deveria ser preso a um paraquedas que também seria construído pelos meninos, de maneira que, após o foguete atingir o seu apogeu, a ogiva se abrisse e o ovonauta fosse ejetado preso ao paraquedas e pousando suavemente no destino. Para ejetar o ovonauta o motor do foguete conta com um dispositivo que, quando o combustível se esgota, ocorre uma pequena explosão dentro do tubo, ejetando a ogiva e a carga útil. Abaixo, o esquema do motor:
- Detalhe: os ovonautas eram gordinhos e não cabiam direito no foguete. Alguns inclusive morreram só de serem acomodados no interior do foguetes. A terrível morte por esmagamento desses mártires do conhecimento não provocou desconto de pontos da turma.
- Havia uma estação meteorológica no campo para que eles vissem a direção do vento na hora do lançamento. Tinha um anemômetro para que eles pudessem ajustar o ângulo de lançamento com a velocidade do vento, mas ele não funcionou na hora, o que gerou mais um desafio para a garotada.
- Eles tinham uma tarde para projetar, construir e lançar os 24 foguetes, dois por grupo.
Abaixo, imagens da oficina de construção:
Moçada trabalhando, com o acompanhamento dos monitores.
Tínhamos dois garotos com 13 anos, os mais jovens. Esse aí no primeiro plano é o Eric. Reparem que um foguete já está pronto e também parte dos paraquedas.
Essa da esquerda é a Beth, que descobri ter estudado com minha irmã em BH. Mundo pequeno, que pode ser percorrido por foguetes de papelão...
Tivemos muitas meninas no SpaceCamp. Essa aí é a Carlla, assim com dois eles.
A turma contava com um software para simular o comportamento do foguete. Eles calculavam os parâmetros, desenham o protótipo e o "pograminha" dava informações sobre o que aconteceria na hora do voo. Os dois objetos no corpo do foguete são o paraquedas e o nosso intrépido ovonauta.
Um dos dimensionamentos que eles tinham de fazer era o das aletas do foguete, tanto a form quanto as dimensões. Estas foram construídas em compensado daqueles bem fininhos.
Bom muita cola, fita crepe, barbante, manteiga (usada por alguns grupos para azeitar a entrada do ovonauta na astronave) e fosfato depois, fomos para o campo lançar as obras da meninada. Abaixo, imagens dos lançamentos:
Waldir pressuriza o foguete de água. Farei um post exclusivo sobre esse foguete.
Esse cachorro klingon andou devorando os planetas.
Equipes na sombra aguardando a sua vez de lançar os foguetes. Em primeiro plano, a estação meteorológica.
Schip explica à Beth os mecanismos do foguete a água. Observe que ela enverga o Manto Sagrado Azul Estrelado. Zêêêêrôôôô!
Oswaldo prepara o foguete para o lançamento. Nessa etapa ele assumia, porque os fios do ignitor já estavam instalados, ou seja, havia algum risco de ignição antes da hora.
Ignitor elétrico.
Renan e seu grupo preparam o foguete. Reparem na solução deles para o paraquedas: para protegê-la da ejeção do ovonauta e da ogiva, simplesmente colocaram o paraquedas sobre a ogiva, do lado de fora do foguete. Esse lançamento foi o que chegou mais perto do objetivo, é o do vídeo abaixo.
Lá embaixo, os planetas e os fiscais de prova.
Observem o foguete no telhado do ginásio. Dois deles pousaram por lá.
Esse grupo, por ter criado um compartimento para conter o paraquedas e o ovonauta, teve que fazer aletas muto grandes. Como a madeira era insuficiente,eles usaram papelão. Ficou feioso, mas cumpriu o objetivo.
Já esses colocaram até o ovonauta por fora. A ideia era pousar o foguete com ovonauta e tudo. Não deu muito certo, pq eles tiveram que adicionar pedras para balancear, aí o foguete subiu pouco, pelo peso.
Uns dois foguetes pousaram na água do rio, lá embaixo. O problema foram as rajadas de vento que desviaram bastante alguns ovonautas. A Tunísia, nossa voluntária para assuntos educacionais foi rápida no pedalinho e ainda salvou alguns ovonautas.
Observem o furo no paraquedas causado pela carga de ejeção.
Ogiva, paraquedas e ovonauta saudável.
Algumas cargas pousadas.
Depois, fazer relatório. Prazo de entrega: dia seguinte até a meia-noite. 23:50 tinha ainda bastante gente trabalhando no relatório, e também, na apresentação que fizeram.
Abaixo, clip das oficinas, feito pelo nosso cinegrafista Juan, importado diretamente da China para o nosso SpaceCamp:
IMPORTANTE : como o segundo circuito abaixo taca gerando muita confusão, troquei-o para um desenho mais simples. No primeiro post a respeito desse assunto, escrevi sobre a teoria por trás do controle de potência em corrente alternada. No segundo post , mostrei o circuito e o programa responsáveis pela indicação de zero na onda senóide de CA. Agora vamos ver o circuito para controle de uma carga 110 ou 220V. Para fazer isso, usaremos um circuito baseado em TRIAC . O software que roda no Arduino conta com um mecanismo de interrupção semelhante ao descrito no outro post, que monitora a passagem por zero no ciclo. Dentro da rotina que é executada a cada zero, o sistema liga o TRIAC em instantes distintos, de acordo com tensão que deseja-se enviar à carga. O TRIAC se desliga sozinho na próxima passagem pelo zero. Acima, fritzing dos dois circuitos, o de zero (esquerda) e o de controle (direita). Lista de componentes: CI MOC3020 TRIAC BTA12-600 CI H11AA1 Resistores de 180, ...
Este post é o primeiro de uma série de seis que escrevi tratando de controle de potência e PID (controle proporcional, integral e derivativo) com o Arduino. Os posts são os seguintes: Controle de Pot. em CA - PID, Arduino e TRIAC - Parte I Controle de Pot. em CA - PID, Arduino e TRIAC - Parte II Controle de Pot. em CA - PID, Arduino e TRIAC - Parte III Controle de Pot. em CA - PID, Arduino e TRIAC - Parte IV Controle de Pot. em CA - PID, Arduino e TRIAC - Parte V Controle de Pot. em CA - PID, Arduino e TRIAC - Parte VI Quem estiver interessado em controle de potência por ângulo de fase pode ler só a parte correspondente (posts I, II e III). Quem quiser aprender sobre PID deve ler a série toda, para poder entender os exemplos da parte de PID. Procurei descrever de forma simples ambos os processos, mas usando a terminologia correta que se usa em Engenharia de Controle e Automação. Acho esses tópicos dos mais importantes em mecatrônica, e na net não tem muita c...
O primeiro post que escrevi sobre esse assunto descreve a primeira parte da teoria por trás do controle de potência com Arduino. Lá está escrito que o Arduino deve controlar a forma da senóide de tensão de corrente alternada para que possa ter um controle preciso da energia enviada ao circuito a ser controlado. Agora vamos ver o circuito que faz esse controle. O circuito é dividido em duas partes: 1) um "sensor de zero", que informa ao Arduino onde a senóide começa (ou seja, a passagem da curva senóide pelo ponto zero). 2) um circuito de controle que permita, comandado pelo Arduino, que apenas uma determinada parte da onda senóide seja enviada ao circuito a ser controlado (que pode ser uma resistência, lâmpada, motor etc). Abaixo, a parte do circuito responsável pelo item 1: Como vcs podem ver, é um circuito muito simples, composto de um optoacoplador e dois resistores. O optoacoplador por sua vez é composto de um fotodiodo e de um fototransistor, como na ...
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